Computer simulation of the effect of focusing X rays by means of refractive-diffractive lens

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The features of focusing X rays using a refractive-diffractive lens (RDL), which is a system of two asymmetrically reflecting crystals with asymmetry factors, the product of which is equal to unity, and a refractive lens with a large focal length, are theoretically studied. Crystals make it possible to shorten the focal length of the lens by b2 times, where b is the asymmetry factor of the second crystal. A detailed numerical simulation of the effect of radiation focusing using the RDL has been performed. The universal computer program XRWP was used which is created to calculate the effects of coherent X-ray optics. Analytical formulas are obtained for the optimal aperture and radius of curvature of the lens, as well as for the width of the radiation spectrum that can be focused.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. G. Kohn

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: kohnvict@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Snigirev A., Kohn V., Snigireva I., Lengeler B. // Nature. 1996. V. 384. P. 49.
  2. Lengeler B., Schroer C., Tummler J. et al. // J. Synchrotron Rad. 1999. V. 6. P. 1153. https://doi.org/10.1107/S0909049599009747
  3. Кон В.Г. Онлайн-программа. http://kohnvict.ucoz.ru/jsp/1-crlpar.htm
  4. Кон В.Г. // ЖЭТФ. 2003. V. 124. P. 224.
  5. Grigoryan A.H., Balyan M.K., Toneyan A.H. // J. Synchrotron Rad. 2010. V. 17. P. 332. https://doi.org/10.1107/S0909049510003754
  6. Kohn V.G., Chumakov A.I., Ruffer R. // J. Synchrotron Rad. 2009. V. 16. P. 635. https://doi.org/10.1107/S090904950902319X
  7. Кон В.Г. Программа XRWP. http://xray-optics.ucoz.ru/XR/xrwp.htm
  8. Cooley J.W., Tukey J.W. // Math. Comput. 1965. V. 19. P. 297.
  9. Кон В.Г. http://xray-optics.ucoz.ru/XR/xrwp-equations.pdf
  10. Kohn V.G. // J. Synchrotron Rad. 2022. V. 29. P. 615. https://doi.org/10.1107/S1600577522001345
  11. Authier A. Dynamical Theory of X-ray Diffraction. 3rd ed. Oxford University Press, 2005. 696 p.
  12. Pinsker Z.G. Dynamical Scattering of X-Rays in Crystals. Springer-Verlag, 1978. 390 p.
  13. Kohn V.G. // Phys. Status Solidi. B. 2002. V. 231. P. 132.
  14. Kohn V.G., Kazimirov A. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. P. 224119. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.224119
  15. Кон В.Г. Онлайн-программа http://kohnvict.ucoz.ru/jsp/3-difpar.htm

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Experimental diagram: 1 – point source, 2 – slit limiting the beam, 3 – first crystal expanding the beam, 4 – lens focusing the beam, 5 – second crystal compressing the beam, 6 – focus, i.e. the place where the beam becomes a secondary source.

Download (52KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Distribution of the relative radiation intensity in empty space in the region near the focal point using the RDL. Photon energy 17.58 keV, distances from the RDL to the source and focus z0 = z1 = 2.24 m, silicon crystals, 220 reflection, asymmetry factors b equal to 1/20 and 20 for the first and second crystals. Beryllium lens, R = 1 mm, A = 2 mm.

Download (202KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of the relative radiation intensity in empty space in the region near the focal point using the RDL with the same parameters as in Fig. 2, except for z0 = 50 m, z1 = 1.15 m.

Download (93KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of the optimal values ​​of the aperture A (1) and the radius of curvature of the surface R (2) of the lens on the parameter M = z1/z0 at a fixed distance zt = z0 + z1 = 4.48 m. All other parameters are the same as in Fig. 2.

Download (52KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The energy spectrum of the radiation focused with the help of RDL, i.e. the x-coordinate integral intensity in focus as a function of the photon energy for the RDL parameters, as in Fig. 2.

Download (46KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».